近年来光网络朝着高速率、大带宽的方向迅猛发展，设备数目快速增加导致网络能耗急剧增长。为了降低网络能耗，提高能量利用率，绿色IP over WDM网络的概念被提出，并成为光网络领域的最新研究热点之一。对现有光网络节能方法的研究状况进行综述，从网络设备入手，讨论业务负载和设备能耗的关系，建立了两种能耗模型。基于IP over WDM网络结构，利用数学表达式描述了网络能耗最小化问题。对当前网络级的节能方法进行分类，分析了其基本原理和节能效果，并选取代表性的节能方法进行比较，得出了现有方法存在的局限性和不足，对进一步的研究方向提出了建议。

从技术特点和研究热点的角度，综述了X射线光栅干涉成像技术与系统的国内外最新进展。介绍了具有代表性的基于Talbot-Lau干涉法的X射线光栅成像原理与系统结构，以及物质对X射线的衰减、折射与小角散射的多信息获取技术。综述了国内外对X射线光栅成像技术与系统的优化改进研究，主要包括光栅步进对高位置分辨率的松弛与大视场高分辨率光栅成像技术的实现。介绍了二维光栅与基于光栅的具有时间分辨率的四维成像技术的国内外最新发展动态。展望了X射线光栅成像技术的发展趋势。

太阳模拟器作为一种重要的试验与测试设备正广泛应用于航天领域和太阳能利用领域。介绍了使用最多的传统型太阳模拟器的结构组成和工作原理，论述了其优缺点及存在价值。着重叙述了当今涌现的具有代表性的新型太阳模拟器的系统组成和实现形式，如LED太阳模拟器、多光源太阳模拟器、均光棒太阳模拟器、积分球太阳模拟器、光纤传输太阳模拟器和运动式太阳模拟器等。并对它们进行了比较分析，总结了其发展趋势。

随着拉锥理论的发展和拉锥工艺的提高，拉锥光纤中超连续谱的产生成为近年来的研究热点。通过拉锥，可以灵活调整光纤的色散和非线性效应，对超连续谱的产生具有重要意义。首先简要介绍了拉锥技术，然后分别介绍了拉锥普通光纤和拉锥光子晶体光纤中超连续谱产生的研究进展，最后对拉锥光纤产生超连续谱的发展和应用作了展望。

激光相干偏振光束合成是近几年光束合成领域的热点。综述了国内外关于相干偏振光束合成的研究方案，对几种典型的方案进行了分析和评价。研究表明，基于主振荡功率放大(MOPA)结构的相干偏振光束合成方案有同时获得大功率、高光束质量的可行性，并且易于扩展。

随着器件特征尺寸的不断减小，传统光刻技术的加工分辨率受限于衍射极限已接近使用化技术的理论极限且成本过高。无掩模光刻技术是解决掩模价格不断攀升而引起成本过高的一种潜在方案，以成本低、灵活性高、制作周期短的特点在微纳加工、掩模直写、小批量集成电路的制作等方面有着广泛的应用。基于空间光调制器的无掩模光学光刻技术在提高分辨率和产出率方面取得了一定的进展，理论和实验上均取得了较好的效果。详细归纳介绍了基于空间光调制器的无掩模光学光刻技术的原理、特点以及研究进展。

为了制作高亮度LED，需要在图形化蓝宝石衬底上生长GaN材料。通过光刻在平坦蓝宝石衬底上制作掩膜图形，通过刻蚀将图形转移到蓝宝石衬底，得到图形化蓝宝石衬底。在图形化蓝宝石衬底上进行GaN的侧向外延生长，并做后续处理，就制成了基于图形化蓝宝石衬底的高亮度LED。图形化蓝宝石衬底上GaN的侧向外延生长使得外延材料的位错密度从1010 cm-2降低到107 cm-2，这减少了发生非辐射复合的载流子，多量子阱发射更多的光子，LED的内量子效率提高。此外，图形化蓝宝石衬底能够有效散射从多量子阱射出的光线，使得出射光射到逃离区的几率更大，从而提高光萃取率。内量子效率和光萃取率的提高大大改善了LED的光电特性。

相比单束光，阵列光束由于各光束之间互不相干，可以减小大气湍流引起的接收光强起伏。特别在激光照明和通信等应用场合中，非相干合成光束可以明显提高照明均匀性和减小通信误码率。简要介绍了相干合成阵列光束在湍流大气中传输的光强闪烁研究进展。针对非相干合成阵列光束在减小光强闪烁的优势，回顾了非相干合成阵列光束在激光主动照明、星地激光大气通信方面的实验研究结果；详细总结了子光束为不同类型的非相干合成阵列光束的理论研究方法和结果，包括不同波长光、基模高斯光、部分相干高斯光和艾里光。实际中子光束一般为部分相干光，它们互相之间存在相干性。提出了下一步应深入开展研究的问题为阵列光束大气的光强闪烁。

基于无线光通信链路噪声特性，建立了大气信道等效数学模型。分析了弱湍流信道下多进制相移键控(MPSK)副载波调制信号星座图，采用近邻聚类法在不同光强起伏方差下对副载波MPSK调制信号进行了星座图识别研究。在弱湍流信道下，M≤8的MPSK调制信号均能获得较高的识别率，达到88%以上，而随着湍流强度的增加，星座图聚敛性变差，采用聚类分析法的16PSK调制信号识别率有所下降。仿真结果表明该方法复杂度低，对无线光副载波调制通信信号识别具有一定的应用前景。

介绍了一种基于马赫曾德尔和萨尼亚克混合干涉仪原理的分布式光纤干涉测量架构，可实时对管道进行泄漏检测和定位。阐述了该架构的检测原理和泄漏点的定位方法，并利用小波变换算法对采集的泄漏信号进行分析处理。对全长为3.994 km的感测光纤进行了管道泄漏检测实验并重复做了10次测试实验。实验结果表明，该系统运行稳定且泄漏检测的最大相对定位误差为1.47%。

合成全息图利用多视差图像实现立体显示，并可通过分区曝光实现大面积制作。介绍了数字合成全息的原理及其实验系统，针对其制作过程中的两种图像采样方式，研究了图像的分割和重组原则。通过对单元全息图合成拍摄中图像重叠投影的分析，基于非成像光学理论设计制作了能实现这一功能的透镜，并借助光学软件对其进行了仿真。最后利用所设计的透镜进行了合成全息实验，结果表明，利用所设计的重叠投影透镜和适当的图像处理方法，能合成出轮廓清晰、立体感强的全息立体图。

提出一种自适应方向提升多小波的算法，结合多小波变换的对称性、正交性、紧支性、高阶消失矩以及自适应算法的方向性特征，提高图像压缩的性能。传统的多小波变换只考虑水平与垂直两个方向上的变换，而自适应提升多小波利用图像局部的方向特征寻找像素点之间的相关性，从而减少编码时的预测误差。利用两个D9/7单小波构造提升多小波，并结合率失真(RD)模型自适应地进行提升方向的选择，在减少预测误差与编码比特率之间进行折中选择。实验结果表明，自适应方向提升多小波比传统的提升多小波具有更好的编码性能。

虚拟体育运动是一种逼真自然的人机交互系统。传统散斑相关算法的搜索速度较慢，不能满足虚拟体育运动对实时性的要求。通过对数字散斑相关测量方法的研究，提出一种有效的基于邻域相关信息的快速搜索方法，极大地降低了对应点匹配的计算复杂度，进而提高了深度测量的速度。根据测量结果的误差特征，提出了距离加权邻域平均插值算法，可以显著提高深度测量的精度。实测实验证明了该方法的有效性。

调制传递函数(MTF)是评价CCD相机成像系统质量的重要参数，它能真实地反映相机拍摄时的空间频率与图像对比度的关系。CCD相机的MTF测试中最关键的是靶标的选择，它决定了整个系统的测量精度和操作过程的复杂程度。理想的靶标函数是正弦函数，但制作光出射度随正弦波规律变化的分辨率板是非常困难的，因此利用明暗相间、相互平行的黑白条纹分辨率板来代替正弦波分辨率板，提出了测量MTF的方法。重点对CCD相机在奈奎斯特频率处的MTF测试结果进行了分析与评价。

结合超精密制造技术，讨论了轮廓仪测量大曲率半径表面形貌存在的精度缺陷。提出了利用NIKON Autocollimator 6D自准直仪辅助Form Talysurf PGI 1250A以提高轮廓仪测量精度的改进方法。当自准直仪的光轴与样品顶点的法线共轴时，旋转样品其顶点的法线方向不变，因此自准直仪的反射像位置也不会变，并且自准直仪有很高的精度，从而可将其用于寻找顶点。基于相关参数对提高轮廓仪测量精度进行了理论计算和Zemax模拟。搭建实验装置对不同曲率半径的样品进行测量，与改进前实验结果进行对比，证明了轮廓仪测量精度提高到原来的2～4倍，适用于测量大曲率半径表面形貌，验证了改进方法的合理性和有效性。

高面形精度非球面加工，离不开面形测量和误差补偿加工。离线测量容易导致工件装夹误差，并带来非加工时间增加。为解决这一问题，采用一种利用接触式的微小测头与激光干涉位移测量计相结合的在位形状测量装置，直接对磨削后的工件表面进行在位形状误差测量。介绍了该在位测量方法的原理及非球面测量过程，探讨了回转对称轴在半径方向的误差与测头倾角误差对测量误差的影响，并进行了补偿加工实验。对加工后的微小非球面进行了在位测量，并与超精密离线测量系统测量结果进行了比较。

在研究了大功率半导体激光器(HPLD)光束特性的基础上，提出了实现大功率半导体激光束变发散角的设计方法。针对线源像散激光光源设计了由两个垂直放置的平凸柱透镜组成的可变激光束发散角的整形系统。在满足光束发散角要求的前提下，通过离焦使其出射光束的发散角在一定范围内连续改变。建立了两个柱透镜移动量与光束发散角关系的数学模型。利用商用光学软件对整形系统进行了模拟，结果表明，光束发散角被压缩在一定范围内连续改变，从而可实现对不同范围物体照明。

利用相对论电磁粒子模拟程序研究了超强激光与等离子体相互作用过程中产生的自生磁场和电子热输运特性。讨论了自生磁场产生机制和非线性饱和过程。给出了自生磁场的线性增长率和各向异性参数之间的函数关系，用Spitzer-Harm理论分析了电子热传导中能量的运输情况，观察到由激光的非等方加热引起的电子纵向加热现象。细致研究这些过程对更好的理解快点火物理中自生磁场的产生、超热电子热输运等过程有重要意义。

提出了一种内腔形式的双包层光纤激光器倍频绿光的结构，利用腔内极高的抽运光功率密度，理论上能获得高转换效率的倍频绿光输出，结合双包层光纤激光器结构紧凑的优点，容易实现激光器一体化。根据高斯光束透镜变换定律计算了透镜与系统的相对位置，当高斯光束聚焦参数等于倍频晶体长度两倍且束腰处于晶体输出端面时，系统处于最佳聚焦。实验输出10.5 mW绿光，系统倍频效率为0.35%。验证了激光在腔内形成振荡，表明该结构能实现高效的连续绿光输出。

焊接是合金结构钢连接的主要方式之一，而焊接热影响区的耐腐蚀性能较其他区域而言是较差的。为了提高焊接热影响区的耐腐蚀性能，采用激光表面淬火技术对焊缝热影响区进行表面处理。通过正交试验，得到优化后的激光淬火工艺参数。电化学测试结果表明，采用激光淬火后30CrMnSi焊缝热影响区的自腐蚀电流得到显著降低，而越小的自腐蚀电流就意味着较好的耐腐蚀性能。因此，采用激光表面淬火处理技术，可以显著地提高30CrMnSi焊缝热影响区的耐腐蚀性能。

运用频域有限元法研究了一种二维正三角晶格金属光子晶体在太赫兹波段的传输特性。该模型选取空气为背景材料，金属铜为介质柱。通过改变太赫兹波的入射方向、晶格常数和介质柱填充率，对TM模和TE模的传输特性进行了系统完整的分析，获得了太赫兹波在正三角晶格金属光子晶体中的传输规律。结果表明，传输特性随着介质柱填充率、晶格常数及太赫兹波入射方向的变化而变化，且TE模和TM模带隙差异很大，这为太赫兹波段的光子晶体滤波器、反射器和极化器的开发与制作提供了参考依据。

采用Nd:YAG激光对预置有溶胶凝胶法制备的TiO2/C混合粉末的45#钢表面进行激光强化实验，制备TiC增强强化涂层。研究了激光工艺参数以及TiO2/C的成分配比对强化层生成物相的影响，探寻生成TiC的最佳工艺组合和粉末材料的成分配比。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）测试方法对激光强化样品进行物相、显微组织以及元素分析。结果表明，能生成TiC的最佳工艺组合为激光电流250 A，脉冲频率18 Hz，脉冲宽度2.5 ms，扫描速度为50 mm/min，TiO2与C的物质的量比为15。在上述工艺条件下，可在45#钢表面原位合成TiC增强相，并获得TiC颗粒均匀分布的强化涂层。

针对近年来多胎妊娠发生率的提高，以及目前普遍实施的减胎手术存在一定的弊端，提出了一种新型安全可靠，简单快捷的减胎手术的方法。即利用1064 nm的脉冲激光作用于胚胎组织产生的光致破裂效应造成胚胎瞬间死亡，从而达到减胎的目的。实验中利用牛肌肉组织及小鼠作为实验对象，采用脉宽为8 ns、脉冲能量为60~100 mJ、重复频率为1~10 Hz可调的1064 nm激光脉冲作用于样品，可造成直径约1 mm、深度约4 mm的孔状损伤，证实了该方法用于减胎手术的可行性。

任何功能的充分稳定发挥是由负反馈机制和冗余机制维持的。将其中的负反馈机制称为功能内稳态（FSH）。维持FSH的非必须子功能（FNS）可以处于FNS特异内稳态（FESH）。打破FSH的特异的应激（FSS）也可以处于FSS特异内稳态（FSSH）。处于/远离FSSH的FSS称为成功/慢性应激。打破FNSH的应激称为常规应激。通过研究控制功能网络的深层网络，假设慢性/成功常规应激是冗余基因/通路的部分/完全激活。弱激光或单色光不能调节完全激活的冗余基因/通路，但可以促进部分激活的冗余基因/通路完全激活。冗余通路的调节已经初步获得了实验证据的支持，但冗余基因的调节有待进一步实验的证实。

基于351 nm XeF激光大面积投影成像光刻系统，通过对其光学系统包括光学照明系统和折叠投影系统进行光学性能测试。由激光经过柱面透镜、微透镜阵列均束器以及投影折叠物镜之后产生的能量及光束质量变化，将准分子激光光束均匀性评价指标部分运用到光学系统的评价之中，得到光学系统在不同关键位置的能量分布曲线以及平顶因子关系图，表明微透镜阵列均束器虽保证了整个光学系统各处光斑的均匀性，但衍射却造成了能量利用率的降低。同时，通过对印制电路板(PCB)和玻璃(ITO)进行曝光和显影实验，表明该双远心共焦投影光学系统，只要控制使均匀输出的能量符合曝光剂量，就能够满足分辨率的要求。

采用共轴理论和控制离焦相结合的方法，设计了大画幅等待式转镜分幅相机，该相机的画幅尺寸达到了30 mm×18 mm，同时还具备了相对孔径大和分辨率高的特点，对底片的相对孔径为空间方向1/15和扫描方向1/35，动态目视分辨率达到了35 lp/mm，总画幅数80幅，摄影频率1×104～5×105 frame/s。采用2×105 frame/s的拍摄频率对某爆轰过程进行了试验记录，得到了高分辨率的图像。结果表明：相机的画幅尺寸大、空间分辨率高，适用于冲击、爆轰和弹体姿态等试验过程和目标的拍摄。

制备了基于CuPcC60混合层异质结有机光伏器件，将其与CuPc-C60双层结构光伏器件进行对比研究。结果表明混合层结构器件性能得到改善，其开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率都有提高，分别从CuPc-C60双层结构器件的0.39 V、1.92 mA/cm2、0.36%、0.48依次提高到CuPcC60混合层结构器件的0.48 V、2.21 mA/cm2、0.54%、0.51。根据整数电荷转移模型来分析光伏器件D/A界面及有机材料-ITO衬底界面特性，认为混合层异质结有机光伏器件给体材料HOMO与受体材料LUMO的能级差增加使得器件开路电压提高。混合层异质结有机光伏器件D/A界面面积增加和给体材料HOMO与受体材料LUMO的能级差增加都提高了激子的分离效率，所以器件的短路电流密度增加。

数值研究了掺氧化镁铌酸锂晶体中高强度近红外飞秒激光脉冲的线性电光效应。研究结果发现，当在垂直于晶体光轴的方向上施加一定外电场使光脉冲实现最强的电光耦合时，输出脉宽在正常色散区随着输入光强的增大而增大；而在较强反常色散区，输出脉宽随着输入光强增大而减小。对中心波长λ0=1.6335 μm的光脉冲，线性电光效应可使输出脉宽产生压缩。当输入脉宽T0=5 fs和光强I0=20 GW/cm2时，最小输出脉宽为输入脉宽T0的0.76倍。而当T0>5 fs时，最小输出脉宽小于0.76 T0。若在晶体光轴方向上施加另一个电场对光脉冲进行相位调制，则最小输出脉宽的光脉冲中心波长发生蓝移或红移；随着外电场的增大，蓝移或红移量相应增大。